Твердотельное реле или контактор что лучше

Твердотельное реле или электромагнитный контактор. Что выбрать?

С появлением полупроводниковых (твердотельных) реле, нередко стало озвучиваться мнение, что дни обычных электромеханических реле сочтены, что их удельный вес в общем объеме выпускаемых радиоэлектронных компонентов сойдет на нет и вскорости они совершенно исчезнут. Чтобы понять так это или нет и почему казалось бы устаревшие электромеханиче реле по прежнему широко используются необходимо разобраться, в чем функциональное сходство, а в чем различие тех и других.

Особенности электромагнитных реле

Электромагнитное нейтральное реле – это самый старый по происхождению, самый простой и самый распространенный тип реле. Магнитная система обычных низковольтных ЭМ реле включает в себя, прежде всего, обмотку управления, выполненную в виде катушки с изолированным проводом, магнитопровод, ярмо и подвижный якорь. Она служит для преобразования электрического тока входного сигнала в механическое перемещение якоря, необходимое для переключения контактов.

С энергией механического перемещения якоря связана крайне важная техническая характеристика любого ЭМ реле. Речь идет о коэффициенте возврата, который равен отношению напряжения (тока) притяжения якоря к напряжению (току) его отпускания. Совершенно естественно, что величины напряжения (тока) притяжения якоря и напряжения (тока) отпускания якоря реле не могут быть равными, так как энергия, затрачиваемая на механическое перемещение якоря, всегда больше энергии его удержания, и зависит она напрямую от конструкции и массы магнитопровода, якоря, зазора между ними в обесточенном состоянии и еще некоторых второстепенных факторов.

Контактная система, как указывалось выше, преобразовывает сообщенную ей механическую энергию в коммутацию цепей электрических сигналов.

Контактная пара реле обладает уникальными электрическими характеристиками, не воспроизводимыми в полном объеме ни одним элементом твердотельной электроники. Основные из них – возможность коммутации цепей, работающих как на переменном, так и на постоянном токе, крайне малое переходное сопротивление замкнутых контактов (десятые и сотые доли Ом), высокое электрическое сопротивление изоляции между управляющими и исполнительными цепями. Необходимо уточнить, что переходное сопротивление замкнутых контактов – величина отчасти нестабильная и зависит от многих факторов, которые будут рассмотрены ниже.

ЭМ реле практически не искажает сетевую синусоиду, ему не требуются радиаторы, так как, с одной стороны, магнитопровод в некотором смысле сам является радиатором для обмотки, а с другой стороны, при правильной эксплуатации и правильно рассчитанной схеме температурный режим обмоток и контактов реле не нарушается. Визуально можно проконтролировать размыкание (или неразмыкание) контактов, а иногда это очень важно.

Единственным отрицательным моментом в работе ЭМ реле является электрическая эрозия, которая разрушает соприкасающиеся поверхности контактов, но проявляется она лишь только при размыкании цепей со значительной индуктивной нагрузкой или при коротком замыкании в цепи контактов.

Эрозия основана на явлении разрушения контактов при электрическом разряде между ними и сопровождается переносом материала с одного контакта на другой. В этом явлении наименее исследован механизм выброса металла.

Направление переноса зависит от полярности напряжения на контактах. Если контакты коммутируют переменное напряжение, то изнашиваются, как правило, оба контакта одинаково. В результате многочисленных разрядов на них появляются углубления, при этом площадь соприкосновения уменьшается, а скорость износа увеличивается. При возникновении электрической дуги образуется озон – газ, который является активным окислителем. При этом на контактах появляется оксидная пленка, возрастает переходное сопротивление – и процесс становится лавинообразным.

Учитывая, что величина эрозионного разрушения уменьшается с ростом температуры плавления металла, то при использовании в качестве материала для изготовления контактов тугоплавких металлов, например вольфрама и его сплавов, их эрозия, при прочих равных условиях, понижается, и контакты оказываются более долговечными.

Выше указывалось, что причиной эрозии является дуга, возникающая при разрыве контактов, которая является проводящим каналом, возникающим в воздухе. Для того чтобы предотвратить эрозию и погасить дугу, используют схемы дугогашения. При невозможности их применения контакты помещают в среду инертных газов, вакуум, масло или воздействуют на дугу, которая является проводником, постоянным магнитным полем (магнитное дутье).

Еще одно неприятное явление, влияющее на надежность и безотказность устройств, содержащих ЭМ реле, является сваривание контактов, в ответственных цепях, связанных с безопасностью, такое явление недопустимо. Совершенно недопустимо и мостовое сваривание, когда свариваются общий, фронтовой и тыловой контакты. Чтобы этого избежать, общие и тыловые контакты для реле ответственных цепей (реле 1-го класса надежности) изготавливают из серебряного сплава, а фронтовые контакты – из графито-серебряного композита, увеличивают зазор между контактами, находящимися в крайних положениях, устанавливают на якоре антимагнитный штифт и т.д.

Но все же, несмотря на малую надежность механических контактов, электромагнитные реле остаются основным элементом коммутации в аппаратуре связи, устройствах автоматики и полностью оправдывают себя при редком переключении.

Особенности твердотельных реле

В последнее время все более широкое распространение получает новый тип коммутатора – твердотельное реле включающее в себя оптоэлектронное реле состоящее из светодиода, свет которого падает на линейку последовательно соединенных фотодиодов, и элементов коммутации, образующих выходную ступень прибора.

Поскольку транзистор МОП конструктивно содержит в себе встроенный диод, для обеспечения «разомкнутого состояния контактов» выключенного реле при любой полярности коммутируемого напряжения, то необходима пара транзисторов, соединенных встречно. Для надежной гальванической развязки между светодиодом и линейкой фотодиодов помещают изолирующую прокладку из оптически прозрачного компаунда. Фотодиодную матрицу и устройство ускорения разрядки выполняют, как правило, на одном кристалле. Фотодиоды один от другого изолируют слоем диэлектрика, например двуокиси кремния. Это предотвращает паразитные утечки между отдельными фотодиодами, которые могут привести к снижению суммарной фотоЭДС.

Классифицируют твердотельные реле по следующим признакам:

• по типу нагрузки: одно- и трёхфазные, с диапазоном регулируемого напряжения от 40 до 440 В;
• по способу управления: постоянным напряжением (от 3 до 32 В), переменным напряжением (от 90 до 250 В) и ручному управлению переменным резистором;
• по методу коммутации:

а) с контролем перехода через ноль. Используются для коммутации емкостных (сглаживающие помехоподавляющие фильтры, содержащие конденсаторы), резистивных (лампы накаливания, электрические нагреватели) и слабоиндуктивных (катушки клапанов, соленоидов) нагрузок.

б) случайного (мгновенного) включения. Употребляются для коммутации индуктивных (трансформаторы, маломощные двигатели) и резистивных (лампы накаливания, электрические нагреватели) нагрузок при возникновении потребности в мгновенном включении нагрузки.

в) с фазовым управлением. Они меняют выходное напряжение на нагрузке и регулируют нагревательные элементы (управление мощностью), лампы накаливания (управление уровнем освещенности).

Преимуществами твердотельных реле перед электромагнитными аналогами состоят в следующем:

• включение цепи без электромагнитных помех и дребезга контактов (как известно, замыкание любых контактов сопровождается явлением дребезга; ТТ реле свободны от этого недостатка);
• высокое быстродействие (быстродействие ЭМ реле ограничено и напрямую связано с конструкцией магнитопровода, массой якоря и контактной системы, т.е. реле для коммутации больших токов не может быть быстродействующим);
• отсутствие шума (ЭМ реле при срабатывании издает акустический шум, который зависит от конструкции, точности изготовления деталей и их сборки, массы подвижных частей магнитопровода и наличия защитного колпака);
• продолжительный период работы (для ТТ реле производители гарантируют свыше 10 9 переключений, для ЭМ реле их количество значительно меньше);
• возможность работы во взрывоопасной среде, так как нет дугового разряда;
• низкое энергопотребление, на 95% меньше, чем у обычных реле (однако реальная картина такова, что энергопотребление ЭМ реле зависит от многих факторов, в том числе от массы якоря и подвижных контактов, но известно множество малогабаритных реле, которые в энергопотреблении могут посоревноваться со своими твердотельными собратьями, но при этом они заметно уступают им в мощности коммутируемой нагрузки);
• компактная герметичная конструкция, стойкая к вибрации и ударным нагрузкам, что снижает внутрисхемный уровень помех в аппаратуре и обеспечивает стабильность ее работы (это одно из очевидных достоинств ТТ реле, так как, например, повышенные уровни вибрации могут привести к ложным срабатываниям ЭМ реле);
• возможность низкоуровневых сигналов управления, что существенно упрощает схему включения ТТ реле в отличие от электромагнитного, для управления работой которого, как правило, необходим электронный ключ с защитой от выбросов напряжения, совместимость по входу с логическими микросхемами, обеспечивающая простоту интеграции ТТ реле в цифровые устройства ;
• отсутствие индуктивности – причины возникновения нежелательных выбросов напряжения при переключении электромагнитных реле;
• неизменное контактное сопротивление в течение всего срока службы (однако это утверждение не учитывает, что сопротивление способно изменяться при увеличении температуры кристалла, о чем говорится ниже);
• высокую устойчивость к воздействию внешних электромагнитных полей;
• возможность создания более компактных и легких устройств по сравнению с аналогичными на ЭМ реле, при прочих равных условиях;
• коэффициент возврата ТТ реле практически равен 1, в то время как для ЭМ реле получить такой коэффициент конструктивными методами невозможно.
• со свертыванием производства ЭМ реле значительно экономится медь, запасы которой в природе довольно ограничены. Основным же материалом для производства полупроводниковой продукции является кремний, который по распространённости в земной коре занимает второе место после кислорода.

Отметим, что явным недостатком ТТ реле является их большая подверженность повреждениям от всякого рода перенапряжений и сверхтоков, к тому же они боятся коротких замыканий в нагрузке.

При выборе твердотельного реле следует знать, что оно нагревается при коммутации из-за потерь электроэнергии на силовых управляющих элементах. При этом рост температуры корпуса реле ограничивает величину регулируемого тока (чем больше нагрелся корпус, тем меньший ток можно коммутировать). При температуре в 40°С параметры реле остаются в норме, а при повышении температуры более 60°С величина коммутируемого тока заметно снижается. При этом ТТ реле может отключать нагрузку не полностью, перейти в неуправляемый режим и «сгореть».

Поэтому при расчетах схем, содержащих ТТ реле, в условиях коммутации токов, превышающих 5 А, необходимо предусматривать запас по номинальному току в 2–4 раза и охлаждающие радиаторы. При регулировке асинхронных двигателей запас по току нужно увеличить до 6–10 раз, так как способность твердотельного реле выдерживать перегрузки определяется уровнем «ударного тока».

Основными сферами применения твердотельных реле являются системы температурного контроля, промышленного нагрева, управления трансформаторами и электродвигателями, стабилизированного и бесперебойного электропитания, освещения промышленных и общественных объектов.

При выборе твердотельные реле следует учесть три фактора, из-за которых реле могут выйти из строя:

1. перенапряжение;
2. перегрузки по току (в том числе короткое замыкание);
3. перегрев из-за недостаточного отвода тепла.

В качестве защиты от перенапряжения реле следует ставить варисторы, особенно при применении ТТ реле для пуска электродвигателей.

Для большинства твердотельных реле действует требование, что температура основания не должна превышать 50 о С. Для этого могут потребоваться дополнительные теплоотводящие устройства.

Так, например, при токе нагрузки более 5 А, твердотельные реле должны устанавливаться на радиатор с использованием теплопроводящей пасты, заполняющей воздушные пустоты между поверхностью радиатора и основанием твердотельного реле. При токе нагрузки более 20÷25А может потребоваться использование вентилятора. Применяется также защита от превышения температуры, которая отключает твердотельное реле при температуре свыше рекомендуемой. Броски тока являются наиболее частой причиной отказа ТТР. Кроме того, из-за броска тока может быть потеряно управление реле.

Единственным надежным средством защиты твердотельных реле от перегрузок по току являются быстродействующие полупроводниковые предохранители.

Сравнение ТТ и ЭМ реле

Теперь необходимо сказать несколько слов об аналогиях и противоречиях главных героев нашего исследования. Выше говорилось о конструкции управляющей цепи ЭМ реле. Для ТТ реле управляющей цепью являются фотодиоды, которые освещают кристаллы силовых элементов при подаче на них постоянного напряжения определенной полярности. Поэтому аналогия в конструкции управляющих цепей не является тождеством, так как для электромеханических реле возможно любое напряжение управления – от напряжения срабатывания до напряжения, при котором происходит повреждение обмотки (перегрузки могут быть 3–5-кратными), все зависит от массы контактной системы и толщины провода, полярность напряжения для нейтральных реле также роли не играет. Для твердотельных реле диапазон напряжений управления гораздо уже и ограничен сверху током пробоя кристаллов светодиодов, который на 10. 30% выше их номинальной величины. К тому же, приходится, безусловно, соблюдать полярность напряжения, подаваемого на светодиод.

Следующим пунктом в поисках аналогий являются исполнительные цепи. Контакты ЭМ реле представляют собой изделия из металла, графита или металлокерамики. Они способны без искажения формы пропускать электрические токи напряжением от долей вольта до тысяч вольт (хотя это уже не является реле в обычном понимании) и с частотой от нуля до сотен килогерц. ТТ реле подобный универсализм, увы, недоступен.

Полупроводниковых реле, которые могут коммутировать напряжения в тысячи вольт, не существует. Также довольно проблематично создание структур, способных коммутировать напряжения от долей вольта до сотен вольт. Виной этому является пресловутый пороговый эффект на границах p-n-переходов и электрическая прочность кристаллов.

Если для обычного ЭМ реле напряжение пробоя определяется электрической прочностью среды между физически разорванными контактами, то для ТТ реле физического разрыва не существует, а существует отсутствие тока между запертыми структурами. Электрическая прочность их не может быть слишком высокой. К тому же, площадь соприкосновения контактов электромеханических реле гораздо меньше площади p-n-перехода твердотельных реле при одинаковых номинальных токах коммутации.

Если коммутирующим элементом ТТ реле являются тиристоры (симисторы), то коммутировать постоянный ток они не могут, а при коммутации переменного тока сильно искажают синусоиду. Частотные свойства их также ограничены. К тому же для полупроводниковых приборов характерен «симметричный отказ», когда выход из строя сопровождается переходом в неуправляемое состояние с коротким замыканием внутри кристалла или с полным обрывом. В ответственных схемах оба вида отказа, особенно первый, могут быть просто опасными.

Практические схемы на ЭМ и ТТ реле

Немаловажный фактор, определяющий универсальность ЭМ реле — это наличие нормально замкнутых (НЗ) контактов. Когда на обмотку реле не подано напряжение, т.е. реле обесточено, при этом замкнуты контакты НЗ. Через эти замкнутые контакты может собираться какая-либо цепочка, например, с помощью НЗ контактов в ответственных случаях возможно контролировать размыкание (или не размыкание) НР контактов.

Выше уже говорилось о «симметричных отказах», которые в ответственных схемах могут привести к опасным ситуациям. Если для ЭМ реле контроль размыкания фронтового контакта сделать довольно просто, путем контроля замыкания контактов НЗ, то для ТТ реле приходится применять специальные методы проверки их состояния основанные на анализе микропроцессором тока и напряжения на силовых выходах устройства.

Проще говоря если на твердотельном реле произойдет пробой (например при тепловом пробое или коротком замыкании в нагрузке), то оно становится постоянно включеным — т.е. проводником. У электромагнитных контакторов все наоборот — при коротком замыкании в нагрузке контакты реле подгорают и становится изолятором, размыкая при этом аварийную цепь, а приваривание контактов легко контролировать при помощи механически жестко связанных с ними НЗ контактов. Это значит контактор с точки зрения электробезопасность гораздо надежнее.

Arduino.ru

Для управления нагрузкой в 3 киловатта (220v, 13,5A) решил использовать реле.

Погуглив информацию по современным твердотельным реле выяснил, что при такой нагрузке нужно хорошее охлаждение корпуса твердотельного реле, хотя для обычных (электромагнитных) вроде как охлаждение не требуется.

Хотелось бы услышать мнения: э лектромагнитное или твердотельное реле. Какое лучше использовать?

Может еще какие-то варианты управления большой нагрузкой существуют?

Нагрузка — обогреватель отопления .

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 18:39

Зарегистрирован: 22.05.2013

да легко. пускачь это наше все. минус только один. клацает больно громко.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 18:40
Зарегистрирован: 24.01.2012

Puhlyaviy, а это что?

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 18:41

Зарегистрирован: 22.05.2013
Ricci пишет:

Puhlyaviy, а это что?

это пускачь. комутирует офигенно большие нагрузки.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 18:43
Зарегистрирован: 19.05.2013

так это же контактор

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 18:45

Зарегистрирован: 22.05.2013
jeka_tm пишет:

так это же контактор

я тебе там про радио ссылку кинул. правда на китайском. но вроде понятно че и куда. ты почитал?

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 18:46
Зарегистрирован: 24.01.2012

Тогда это получается электромагнитное реле.

На 13,5 ампер мне и не надо такого контактора.

Остается только вопрос электромагнитное или твердотельное?

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 19:01

Зарегистрирован: 22.05.2013
Ricci пишет:

Тогда это получается электромагнитное реле.

На 13,5 ампер мне и не надо такого контактора.

Остается только вопрос электромагнитное или твердотельное?

ну пойдем по порядку

1. по правилам при расчете нагрузки нужно учитывать простое правило безопасности. +20%

2. если вам удастся найти твердотельное реле на 15 ампер. полюбопытствуйте сначала сколько такое реле стоит от крупных производителей, где оно прошло все сертификации и все такое. а потом сравните с тем что вы нашли и удивитесь.

3. подумайте, хотите что бы не счелкало или вам больше нравится когда у вас дом не горит.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 18:57
Зарегистрирован: 24.01.2012

Насчет комфорта — вообще пофигу — это отдельное помещение.

Я правильно понимаю, что пункт 3 намекает на использование эм реле?

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 19:01

Зарегистрирован: 22.05.2013
Ricci пишет:

Насчет комфорта — вообще пофигу — это отдельное помещение.

Я правильно понимаю, что пункт 3 намекает на использование эм реле?

ну как бы еще есть вариант поставить простой выключатель и что бы кто то его переключал по звуковому сигналу от ардуино.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 19:39
inspiritus
Зарегистрирован: 17.12.2012

Согласен с Puhlyaviy

На даче не рискнул ставить твердотопливное реле, поставил http://www.iek.ru/products/catalog/detail.php?ID=9148

на 40ампер, включаю отопление по телефону, когда выезжаю.

Недостатки: щелкает громко, управляющая обмотка на 220в, пришлось ставить доп реле (тут можно было твердотельно поставить), довольно большой ток управляющей обмотки.

достоинства : расцеплено так расцеплено, низкая цена, общая надежность и безопасность.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 19:38
Зарегистрирован: 19.05.2013
Puhlyaviy пишет:
jeka_tm пишет:

так это же контактор

я тебе там про радио ссылку кинул. правда на китайском. но вроде понятно че и куда. ты почитал?

ранее открывал. сейчас не открывается

насколько помню там только по самой микрухе, но по модулю конечно ничего нет. изначально вопрос ведь стоит правильная ли распиновка. блин так руки и не дошли. хотя может еще проверю сегодня

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 19:38
Зарегистрирован: 01.12.2013

Зависит от того, как часто нагрузка будет коммутироваться. Если часто, то контакты обычного реле могут подгореть и залипнуть. Тогда надо твердотельное реле или симистор, что одно и то же фактически.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 19:42

Зарегистрирован: 22.05.2013
msg31 пишет:

Зависит от того, как часто нагрузка будет коммутироваться. Если часто, то контакты обычного реле могут подгореть и залипнуть. Тогда надо твердотельное реле или симистор, что одно и то же фактически.

гыыыы у меня обычные реле стоят. отоплением хлопают уже года 4. правда это не дешевые реле. 20 ампер от хоневела. стоят каждая по 45 баксов

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 19:44
Зарегистрирован: 19.05.2013

lovato еще можно применить. неплохие контакторы

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 19:49

Зарегистрирован: 22.05.2013
jeka_tm пишет:

lovato еще можно применить. неплохие контакторы

да ну у меня обычные релюшки такие. как пара спичечных коробков. будет не лень. схожу в подвал. сфоткаю

а про на китайском это не важно что там про чип а не про модуль. зато понятно какой вывод зачем. на модуле они точно так же обозваны. плюс диаграмки и все такое

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 19:51
Зарегистрирован: 24.01.2012
Puhlyaviy пишет:

да ну у меня обычные релюшки такие. как пара спичечных коробков. будет не лень. схожу в подвал. сфоткаю

Буду премного благодарен.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 20:00
Зарегистрирован: 14.12.2012

Вопрос по теме. Собрал небольшую схемку. Мк + датчик давления на воду + LCD + обычное реле на 5 В. Так вот, после реле идёт пускатель, который и включает насос по блокировке. Проблема — при подключенном пускателе на экране через некоторое время появляются иероглифы( при этом не важно подтянут пускатель или нет. единственное это то что вероятность появления иероглифов больше в момент включения пускателя) , хотя МК работает отлично и весь алгоритм работает. очитска экрана не помогает, только переподключение в розетку. Если отключить пускатель, то все работает отлично. В чём может быть причина и методы её решения?

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 20:04
Зарегистрирован: 19.05.2013

а если просто рэле то можно польские Relpol R2 или R4 (2 или 4 группы переключающих контактов)

тоже мелкие. на картинке которые вставляются в колодку. такие же есть для пайки на плату

а по радиомодулю. так и не открывается даташит

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 20:45
inspiritus
Зарегистрирован: 17.12.2012

Повесьте на питание на сам lcd керамический конденсатор на 0.1 мкф, должно помочь. Также можно питание пустить через дросселечки, короче защита от импульсных помех по питанию.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 20:58

Зарегистрирован: 22.05.2013
jeka_tm пишет:

а если просто рэле то можно польские Relpol R2 или R4 (2 или 4 группы переключающих контактов)

тоже мелкие. на картинке которые вставляются в колодку. такие же есть для пайки на плату

а по радиомодулю. так и не открывается даташит

Ну через пару часов вернусь с похода по магазинам и переложу куда нибудь.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Вс, 12/10/2014 — 21:01
Зарегистрирован: 19.05.2013

эти рэле использовались неоднократно

хотя finder дороже и качественнее

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Пнд, 13/10/2014 — 07:03
Зарегистрирован: 01.12.2013
Puhlyaviy пишет:
msg31 пишет:

Зависит от того, как часто нагрузка будет коммутироваться. Если часто, то контакты обычного реле могут подгореть и залипнуть. Тогда надо твердотельное реле или симистор, что одно и то же фактически.

гыыыы у меня обычные реле стоят. отоплением хлопают уже года 4. правда это не дешевые реле. 20 ампер от хоневела. стоят каждая по 45 баксов

Ну может ТС ими раз в секунду щелкать будет, Тогда точно твердотелку ставить, он же не написал.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Пнд, 13/10/2014 — 07:07
Зарегистрирован: 01.12.2013
spa-sam пишет:

Вопрос по теме. Собрал небольшую схемку. Мк + датчик давления на воду + LCD + обычное реле на 5 В. Так вот, после реле идёт пускатель, который и включает насос по блокировке. Проблема — при подключенном пускателе на экране через некоторое время появляются иероглифы( при этом не важно подтянут пускатель или нет. единственное это то что вероятность появления иероглифов больше в момент включения пускателя) , хотя МК работает отлично и весь алгоритм работает. очитска экрана не помогает, только переподключение в розетку. Если отключить пускатель, то все работает отлично. В чём может быть причина и методы её решения?

Известная прблема. Помеха помехует. Поставь снаббер параллельно катушке пускателя или варистор или все вместе. Если не поможет, то помогает программная инициализация дисплея.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Пнд, 13/10/2014 — 07:25

Зарегистрирован: 22.05.2013
msg31 пишет:
Ну может ТС ими раз в секунду щелкать будет, Тогда точно твердотелку ставить, он же не написал.

он вроде написал для отопления. и какой смысл ими раз в секунду счелкать?

да и я все время хочу глянуть на твердотельное реле на 15 ампер за приемлемые деньги. не поделитесь?

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Чем отличается реле от контактора?

Основными способами управления электрическими цепями являются включение и отключение потребителей тока. Эту функцию выполняют реле. Для управления работой мощных потребителей, особенно тех, которым необходим большой пусковой ток, потребовались устройства, способные выдержать высокую индуктивную нагрузку. Так появились контакторы и магнитные пускатели. Все подобные устройства можно считать реле с определенной специализацией.

Основные отличия реле и контакторов

Основной сферой использования реле являются слаботочные вторичные электрические цепи с малой индуктивностью. Примерами являются системы освещения, сигнализации и другие маломощные потребители, включение которых не приводит к образованию электрической дуги на контактах. Управление ими не представляет опасности и может выполняться при помощи кнопок, тумблеров и прочих устройств, рассчитанных на малый ток.

Для основной части потребителей, к которым относятся и электродвигатели, необходим большой пусковой ток, создающий высокую индуктивную нагрузку на контакты, что сопровождается появлением электрической дуги. Контакторы предназначены для управления работой этих потребителей. Они имеют следующие конструктивные особенности:

• дугогасительные камеры для нейтрализации искрения контактов;
• подвижные контакты, рассчитанные на высокую частоту коммутации – от 30 до 3600 циклов включения в час;
• управление осуществляется через вспомогательную цепь с более низким напряжением, чем у потребителя тока.

Другими словами, контактор позволяет безопасно управлять мощной цепью при помощи малого тока. В отличие от него, реле используются для размыкания цепи не только по току, но и по другим параметрам, поэтому имеют множество разновидностей (реле тока, напряжения, мощности и другие). Один из их видов – управляющие реле с нормально-открытыми контактами – в отдельных случаях может использоваться вместо контакторов.

Подводя итог, можно сказать что набор отличий между реле и контактором может меняться в зависимости от исполнения этих устройств, но у них одинаковый принцип действия.

поставка промышленной электроники

Твердотельные реле (Solid state relays — SSR) большинства фирм выпускаются примерно в одинаковых, хорошо узнаваемых прямоугольных корпусах размером со спичечную коробку. В разговорном английском языке их иногда называют «hockey puck relays», а в русском – «таблетка». В SSR в качестве силовых полупроводниковых ключей могут использоваться как симисторы (triac), так и, что предпочтительнее, тиристоры (SCR), включенные встречно-параллельно.

Симисторные SSR как правило имеют более низкую стоимость и предназначены в основном только для коммутации резистивной нагрузки. В мощных твердотельных реле используются только тиристоры. SSR включают и выключают нагрузку только в точке перехода синусоидальной волны тока через ноль, таким образом значительно снижая броски тока и импульсные помехи при коммутации. Так как твердотельные реле не имеют механических контактов, они могут иметь неограниченное количество и большую частоту включений/выключений. SSR могут быть идеальным продуктом с точки зрения надежности, работоспособности и долговечности, если при их применении внимательно отнестись к трем важным моментам. А именно, отсутствию перенапряжений, перегрузок по току, и превышения температуры. Далее будет рассказано о том, как избежать этих факторов.

Твердотельные реле часто используются в промышленных системах управления электронагревателями (совместно с регуляторами температуры), для пуска электродвигателей (благодаря хорошей способности выдерживать кратковременные пусковые токи), в компьютерных системах управления (благодаря минимальному управляющему сигналу), включение/выключение ламп освещения (коммутация при переходе тока через ноль увеличивает срок службы ламп) и для других задач управления нагрузкой различного типа. При использовании SSR в системах управления температурой, они могут обеспечить короткий цикл вкл/выкл, что значительно повышает точность регулирования и увеличивает ресурс нагревателей за счет сокращения теплового удара. Например, для нагрева на 25% можно задать такой цикл: 0.05 сек вкл, 0.15 сек выкл, 0.05 вкл, . Это соответствует тому, что 3 периода напряжения вкл, 9 периодов напряжения выкл, 3 вкл, 9 выкл, . Таким образом пропуская полные периоды напряжения и коммутируя нагрузку при переходе тока через ноль, помехи не генерируются, а мощность плавно нарастает благодаря инерции тепловых процессов. Нагрев происходит стабильно без колебаний, при низком тепловом напряжении, что благоприятно сказывается на сроке службы нагревательного элемента.

Твердотельные контакторы (Solid state contactors — SSC). Когда твердотельное реле выпускается в сборе с радиатором, а иногда и с вентилятором и предохранителями, как единое законченное изделие, оно часто называется твердотельным (или электронным) контактором. Часто в этих изделиях используются бескорпусные тиристоры, созданные по гибридной технологии (DCB) с прямым нанесением меди на керамическую основу, что значительно улучшает теплоотдачу за счет большой площади поверхности чипа и плотного контакта с радиатором. Так же конструктивно электронные контакторы от реле может отличать наличие электробезопасного клеммника и приспособления для монтажа на DIN-рейку. Благодаря этим особенностям и компактным размерам, твердотельные контакторы можно быстро и удобно монтировать в электрошкафу, устанавливая их вплотную друг к другу на DIN-рейке.

В системах управления нагревом твердотельные контакторы могут применяться совместно с ПЛК, ПК, ПИД-контроллерами, генерирующими вкл/выкл сигнал напряжения постоянного или переменного тока.

«Интеллектуальные» твердотельные контакторы. Это такие электронные контакторы, которые дополнительно имеют диагностические и/или коммуникационные возможности. Диагностика может включать в себя контроль неисправности тиристоров, отсутствие нагрузки, обрыв предохранителя, перегрев и прочие проблемы. Интеллектуальные контакторы это один из самых быстрорастущих сегментов на рынке силовой коммутационной техники. Они широко внедряются в крупные проекты, необслуживаемые автоматические станции, а так же в системы удаленного управления электронагревателями и электродвигателями.

Применение SSR: как избежать перенапряжения, перегрузки по току и перегрева

Твердотельные реле не имеют движущихся механических частей, и, следовательно, нет причин для их механического повреждения и износа. Однако, традиционные твердотельные реле (как и другая современная электроника) могут быть разрушены от воздействия трех локальных факторов: перенапряжения, перегрузки по току (в том числе к.з.), и перегреву из-за недостаточного отвода тепла. Если Вы учтете эти три фактора, то Вы сможете избежать подавляющего большинства отказов при эксплуатации твердотельных реле.

Перенапряжение со стороны электрической сети
На всех промышленных предприятиях могут возникать колебания напряжения в электрической сети из-за пуска и останова соседних электроприводов, индуктивной нагрузки, электромеханических контакторов (коммутация без контроля перехода тока через ноль мощных нагрузок), отключения станков и механизмов без использования надлежащих фильтров, мощных тиристорных регуляторов с фазовым управлением, и т.д. Это создает пиковые перенапряжения на не фильтрованной части электрической сети, напрямую питающей твердотельные реле и их нагрузку. Большинство современных SSR и SSC имеют встроенные схемы защиты от перенапряжения, а так же достаточно высокий (3-12 кратный) запас прочности по мгновенному перенапряжению. Наиболее эффективные схемы защиты от перенапряжения имеют три функциональных уровня: ослабление + блокирование + управление активацией. Внутренний аттенюатор ослабляет пиковую волну перенапряжения, подавляя первоначальный короткий импульс перенапряжения за счет увеличения его длительности, что менее разрушительно. Затем добавляется жесткий барьер запирающего напряжения: 480-800 В (для SSR с питанием 220В) или 800-1400 В (для SSR с питанием 380В). Далее работает контур защиты SSR от прямого пробоя, который может произойти в течение мгновенного перенапряжения. Через один или два периода питающего напряжения SSR восстановится и сможет продолжить работу. Если в Ваших производственных условиях твердотельное реле подвержено частому воздействию повышенного напряжения, то можете дополнительно поставить варисторы на силовые терминалы SSR. Это будет четвертым уровнем защиты от перенапряжения. Особенно рекомендуется устанавливать варисторы при применении SSR для пуска электродвигателей и/или при отсутствии в твердотельном реле встроенной схемы защиты от перенапряжения.

Перегрузка по току
Многие твердотельные реле имеют внутренние компоненты, завышенные по габаритам, благодаря чему они могут выдерживать кратковременные токовые перегрузки, такие как пусковой ток ламп накаливания и других подобных нагрузок. Например: и 25 А и 40 А твердотельные реле можно достаточно надежно защитить 50 А I²T предохранителем, вследствие конструкции с завышенными габаритами. Новая директива (EN60947-4-3, действует для новой продукции, производимой с 2002 года) требует от твердотельных реле способности выдерживать 20% токовую перегрузку при работе на индуктивную нагрузку с коэффициентом мощности 0.8. Так, например, новые твердотельные реле FOTEK ESR и HPR серий полностью удовлетворяют всем требованиям CE EN60947-4-3 без каких-либо дополнительных фильтров. Но пожалуйста, имейте ввиду, что, несмотря на то что все твердотельные реле проходят тест на 20% перегрузку по току (нагрузка 60 А для SSR 50 А), вы должны ВСЕГДА проектировать вашу установку с запасом так, чтобы рабочий ток нагрузки НЕ превышал 80% от номинального тока SSR в установившемся режиме при температуре окружающей среды 40 0C. Это 80%-ое правило помогает упреждать изменения сопротивления нагрузки, токовые флуктуации, и, в конечном счете, продлевает срок службы и гарантирует надежную и безотказную работу всех компонентов установки.

Тепловая перегрузка
Для большинства твердотельных реле действует требование, что температура основания SSR не должна превышать более 80 0С. Для обеспечения этого условия могут потребоваться дополнительные теплоотводящие устройства. Так, например, при токе нагрузки более 5 А, твердотельные реле должны устанавливаться на радиатор с использованием теплопроводящей пасты, заполняющей воздушные пустоты между поверхностью радиатором и основание твердотельного реле. При токе нагрузки более 20÷25А может потребоваться использование вентилятора. Некоторые серии твердотельных реле, например, FOTEK ESR и HPR, имеют встроенную защиту от превышения температуры, которая отключает твердотельное реле при температуре тиристора свыше 120 градусов Цельсия, перезапуск – при температуре ниже 110 градусов Цельсия.

Электронные контакторы IC Electronic, использующие гибридную технологию (DCB) поверхностного монтажа с прямым нанесением меди на керамическую основу, имеют минимальное тепловое сопротивление от тиристора до радиатора. За счет чего имеют более компактные размеры и возможность плотного монтажа на DIN-рейке. Они имеют очень низкие потери мощности: 1.2 Вт на ампер в установившемся режиме. Обычные твердотельные реле производят тепла на 50% — 75% больше. Помимо этого электронные контакторы IC Electronic могут работать без снижения мощности при температуре окружающей среды до 40°C, в то время как большинство твердотельных реле – только до 20 или 25°C. Для них так же существует опциональный датчик (UP62) защиты от тепловой перегрузки, который устанавливается в специальный слот на корпусе контактора и размыкает свой контакт при превышении температуры радиатора значения 90 0С (перезапуск при снижении температуры примерно до 30 0С).

В завершение к сказанному о защите от перенапряжения, перегрузки по току и перегрева, нужно отметить, что монтаж твердотельные реле и контакторов должен выполняться только квалифицированным персоналом в соответствие с национальными стандартами и правилами техники безопасности. Конечно, должно быть учтено и то, что любой электротехнический продукт может выйти из строя в любое время. Таким образом, все установки должны быть разработаны с использованием устройств защитного отключения, как автоматического, так и ручного.

Радиаторы для твердотельных реле

Силовой полупроводниковый переключающий элемент в современном твердотельном реле имеет многослойную структуру, состоящую из чередующихся P и N слоев, выращенных на кремниевой подложке. Они образуют кристалл тиристора. Кристаллы могут быть различных размеров, рассчитанных на различную силу тока. Например, кристалл размером 0.25 x 0.25 дюймов может применяться для нагрузки 50А, а 0.5 x 0.4 дюйма — для 125А. Все твердотельные реле при работе выделяют тепло вследствие прямого падения напряжения на PN-переходах кристалла. Выделяемая температура составляет примерно 1.2°C на ампер пропускаемого тока. Излишки тепла должны отводиться от кристалла, иначе должен быть адекватно снижен ток нагрузки твердотельного реле.

Для отвода тепла от твердотельного реле, в первую очередь, применяются радиаторы, которые за счет большой охлаждающей поверхности обладает хорошими теплопроводящими и рассеивающими свойствами. Применение радиаторов позволяет нагружать реле большими токами. Эффективность охлаждения радиатором, кроме его конструкции, во многом зависит от температуры и скорости движения воздушного потока. При выборе или расчете радиатора надо обязательно руководствоваться как током нагрузки, так и максимальной температурой окружающей среды. Недостаточное внимание к этим деталям может привести к неисправности твердотельного реле и даже к полному его разрушению. До 90% всех проблем эксплуатации твердотельных реле напрямую связано с недостаточным его охлаждением.

При нагрузке менее 2-4 А, тепло может быть рассеяно самим корпусом твердотельного реле. При длительной нагрузке более 4 А необходимо использование радиатора. Радиаторы для твердотельных реле могут иметь различную конструкцию и площадь охлаждающей поверхности, различный материал и геометрию ребер, а так же количество посадочных мест под SSR. Теплоотводящая и рассеивающая способность алюминиевого листа толщиной 1/8″ с различной площадью поверхности следующая:
12″ X 12″ = 288 кв. дюймов открытой поверхности = примерно 2.1°C на Вт избыточного тепла (2.1 C/W)
15″ X 15″ = 450 кв. дюймов = примерно 1.5 °C на Вт избыточного тепла (1.5 C/W)
18″ X 18″ = 648 кв. дюймов = примерно 1.0 °C на Вт избыточного тепла (1.0 C/W)
Чем ниже значение C/W, тем лучше отвод и рассеивание тепла радиатором, с учетом требуемой вентиляции и температуры окружающей среды. Например, если твердотельное реле генерирует 45 Вт тепла при наличии радиатора с теплоотводом 2.1 C/W, то температура внутреннего кристалла реле увеличится на 94.5°C выше температуры окружающей среды. При температуре окружающей среды 40°C, внутренний кристалл нагреется до 134.5°C. Максимально-допустимая температура для кристалла тиристора составляет обычно 125°C, но в целях безопасности не рекомендуется превышать 115°C. Если охлаждающему воздушному потоку будут мешать близкорасположенное оборудование, или произойдет увеличение температуры окружающей среды, или если твердотельное реле не будет иметь достаточно плотного контакта с радиатором, то дополнительно потребуется снижение тока нагрузки твердотельного реле. Твердотельное реле ни когда не должно устанавливаться в замкнутой области без движения воздушного потока, а также на пластиковой или покрашенной поверхности. Радиатор должен устанавливаться с вертикальным расположением ребер, так чтобы воздух от вентилятора мог беспрепятственно проходить вдоль них. Контактные поверхности твердотельного реле и радиатора должны быть ровными, чистыми, не окисленными и не покрытыми краской.

Материал радиатора
Лучшими материалами для изготовления радиатора являются золото, серебро, медь и алюминий. Для промышленного применения алюминий является наиболее экономически-эффективным. По сравнению с алюминием, стали потребовалось бы в два раза больше, а нержавеющей стали в четыре раза больше для достижения такого же охлаждающего эффекта.

Теплопроводящие пасты и прокладки
Силиконовая теплопроводящая паста должна быть нанесена на металлическое основание реле прежде его установки на радиатор. Теплопередача зависит от толщины нанесенного слоя пасты, его однородности и от плотности прилегания реле к радиатору. Мы рекомендуем наносить однородный слой пасты толщиной 0.002″, и затягивать оба крепежных винта с усилием 10 фунтов на дюйм. Надо иметь в виду, что чем толще слой теплопроводящей пасты, тем хуже теплоотдача. Если используется сухая теплопроводящая прокладка, усилие затяжки винтов должно быть 20-30 фунтов на дюйм. Сухая теплопроводящая прокладка, показанная на рисунке, представляет собой оптимизированный слой высокоэффективного теплопроводящего компаунда.

Меры предосторожности
Особое внимание следует уделить установке большого количества SSR в ограниченном пространстве. Каждое твердотельное реле по возможности должно монтироваться на индивидуальном радиаторе. При групповом монтаже SSR всегда должен обеспечиваться надлежащий теплоотвод со свободным или принудительным движением воздуха, иначе под нагрузкой произойдет тепловое саморазрушение реле. На практике, если твердотельные реле не имеют штатной защиты от тепловой перегрузки, их температуру можно контролировать простым способом, установив термопару под крепежный винт. Если температура не превышает 45 °C при нормальных условиях эксплуатации, SSR работает в оптимальном тепловом режиме. Если температура выше этого значения, то необходимо снизить ток нагрузки или применить более эффективную систему охлаждения, например, применить вентилятор или увеличить радиатор. Если температура внутреннего кристалла SSR достигнет температуры 115 — 125°C, оно может быть окончательно повреждено. Тепловые проблемы являются кумулятивными, необратимыми и разрушительными. При требовании производителя ограничить температуру основания, для упрощения методики выбора системы охлаждения производители в каталогах приводят типовые решения на базе типовых радиаторов и вентиляторов. Например, для выбора охлаждающих устройств для твердотельных реле Fotek (SIPIN) SSR и TSR можно руководствоваться нижеприведенной таблицей:

Модель радиатора / вентилятора Кол-во посадочных мест Длина радиатора Макс. ток нагрузки (без вентилятора) Макс. ток нагрузки (с вентилятором)

HS-50	Одно SSR	50мм	20 A	—
HS-50H	Одно SSR	50мм	10А	—
HS-100	Два SSR	100мм	20А	30А
HS-100H	Два SSR	100мм	18А	25А
HS-150	Три SSR	150мм	20А	40А
HS-150H	Три SSR	150мм	20А	25А
HS-200	Четыре SSR	200мм	20А	50А
HS-200H	Четыре SSR	200мм	20А	30А
TSR-100	Одно TSR	100мм	20А	30А
TSR-100H	Одно TSR	100мм	20А	25А
SF23092A	вентилятор	(92×92) mm	—	—

Меры защиты / электрические помехи

SSR, как правило, не чувствительно к внешним электрическим помехам, за исключением случаев, когда они действуют во время развития чрезмерно высокого тока нагрузки. Обычно сбой из-за помех носит временный характер, такой как включение SSR, когда оно должно быть выключено, и наоборот. По свой природе электрические помехи носят случайный характер. Например, они могут возникать в момент размыкания механических контактов в цепи питания мощной нагрузки с образованием дуги, и т.д. Помехи, более известные, как электромагнитное излучение (EMI), могут оказывать влияние на особенно чувствительные части схемы SSR, такие как тиристор. Встроенная снабберная RC-цепочка, подключенная параллельно выходу эффективно подавляет помехи, особенно в низкочастотном диапазоне.

Варисторы

Варисторы были разработаны примерно в одно время с SSR, и впоследствии стали надежными компаньонами для твердотельных реле, обеспечивая их защиту от ряда вредных воздействий. Варисторы могут использоваться следующим образом: подключенные параллельно питающему напряжению, они подавляют внешние воздействия от переходных процессов со стороны электрической сети; подключенные параллельно нагрузке, они подавляют воздействия от переходных процессов со стороны нагрузки; и наиболее часто, параллельно SSR для защиты его от всех переходных процессов (от L1 до T1). В последнем случае варистор может быть удобно смонтирован непосредственно на силовые клеммы SSR. Варисторы эффективно использовать с такой нагрузкой, как трансформаторы и импульсные источники питания, где пиковые выбросы не могут быть поглощены самим трансформатором и возвращаются обратно в сеть через SSR. Используемый в соответствие с паспортными данными, варистор, наиболее вероятно, переживет сопряженное с ним оборудование и обеспечит экономичную защиту SSR. Однако варистор подвержен «износу» при постоянном воздействии на него переходных процессов. Поэтому наличие в SSR трехуровневой защиты от перенапряжения ослабляет негативное влияние и на варистор, продлевая его ресурс. Применение варисторов очень рекомендуется при использовании SSR для пуска электродвигателей, а так же если вблизи на одной линии питания с SSR расположены мощные двигатели с прямым пуском. Некоторые производители включают варисторы в комплектацию твердотельного реле, например, электронные контакторы IC Electronic имеют встроенные варисторы.

Максимальный кратковременный ток

Очень немногие типы нагрузки SSR можно назвать спокойными. Броски тока, наряду с плохой системой охлаждения, являются наиболее частой причиной отказов SSR. Частые перегрузки такого рода могут серьезно сократить срок службы SSR. Поэтому при разработке нового приложения, было бы разумно тщательно исследовать характеристики нагрузки на предмет возникновения мгновенных токовых перегрузок, и выбирать SSR с соответствующим запасом по мощности, которое бы устойчиво работало с пусковыми и установившимися значениями тока. Так же важным фактором для тиристорных устройств является такая характеристика, как скорость нарастания тока (di/dt). Большое значение этого параметра может привести к разрушению SSR. Большинство твердотельных реле способны выдержать 10-кратный от номинального пиковый ток в течение одного периода питающего напряжения. Но нужно отметить, что перегрузки такой величины допустимы ограниченное число раз — для большинства реле в среднем 100 раз в течение всего срока эксплуатации. Кроме того, из-за многократного броска тока может быть кратковременно потеряно управление реле. Это значит, что невозможно будет выключить SSR во время действия пикового тока и некоторое время после него. Тиристор должен восстановить свою запирающую способность и допустимую температуру PN-переходов для возвращения в свое устойчивое состояние. Это время может составлять несколько секунд. Такие перегрузки можно допускать лишь в чрезвычайных ситуациях, и ни в коем случае они не должны быть частью штатного режима работы оборудования. Это должно быть учтено при разработке. Твердотельные реле, предназначенные для коммутации постоянного тока (DC) обычно не имеют такой перегрузочной способности, так как номинал выходного транзистора обычно рассчитан по максимальному длительному току. DC SSR должны быть надежно защищены внешними быстро отключающими или токоограничивающими устройствами, так как при длительном протекании сверхтока реле может выйти из строя.

Плавкие предохранители I²T

Быстродействующие «Полупроводниковые Предохранители» являются единственным надежным средством защиты твердотельного реле от перегрузок по току. Благодаря чрезвычайно низкому времени срабатывания (около 2 мс) они не позволяют току короткого замыкания развиться до величины разрушения полупроводника. Этот тип предохранителей достаточно дорогостоящий, но они действительно обеспечивают полную защиту SSR от высоких токовых перегрузок и быстро нарастающих токов короткого замыкания, когда спасение SSR имеет первостепенное значение. Характеристика I²T позволяет правильно выбрать номинал плавкого предохранителя для защиты SSR. Это базовая характеристика, определяющая скорость отключения SSR в зависимости от величины тока. Большинство SSR имеют в своей спецификации значение параметра I²T. При выборе предохранителя надо руководствоваться тем, чтобы его значение I²T было меньше, чем I²T твердотельного реле для такой же длительности. Некоторые производители изначально комплектую свои твердотельные реле быстродействующими предохранителями, например, серии SSR-F и ESR+ компании Fotek имеют в своем составе предохранители Bussman.

Другие типы защитных устройств, такие как автоматические выключатели (с электромагнитной схемой расцепления) или обычные «медленные» плавкие предохранители не могут реагировать достаточно быстро на токи короткого замыкания и не рекомендуются для защиты SSR. Автоматические выключатели могут устанавливаться только в качестве дополнительных устройств защиты проводов сети от нагрева и возгорания в соответствие c национальными правилами электробезопасности.

Наиболее удобны для применения законченные системы SSR+радиатор+вентилятор+ быстродействующие плавкие предохранители + встроенная защита от тепловой перегрузки. В такой комплектации выпускаются новые твердотельные модули ESR+ компании Fotek.

Особенности применения SSR

Твердотельные реле в отличие от электромеханических имеют некоторые особенности в работе с некоторыми типами нагрузки. Эти особенности необходимо учитывать при выборе SSR.

Индуктивная нагрузка
Нагрузка, имеющая небольшую индуктивную составляющую, например, некоторые виды ламп, обычно не оказывает значительного эффекта на работу твердотельных реле и может рассматриваться как резистивная. В то время как электромагнитные устройства, такие как трансформаторы, дроссели (реакторы), или электромагнитные катушки могут существенно влиять на работу SSR. Высокоиндуктивная нагрузка может создавать большие пиковые броски тока, и SSR, соответственно, должно выбираться с существенным запасом по току.

Коммутация трансформаторов
Обычно трансформаторы ассоциируются с чрезвычайно высокими пиковыми выбросами тока, особенно в режиме насыщения. Стандартные SSR с включением при переходе напряжения через ноль могут только усугубить эту возможность, и потребуются специальные меры предосторожности. Особенность выключения SSR при нулевом токе минимизирует проблему, но не может полностью предотвратить ее. С практической и экономической точки зрения наилучшим выбором может быть стандартное твердотельное реле со значительным запасом по току (до 10-кратного), чтобы устойчиво выдерживать импульсные токи перегрузки.

Коммутация электродвигателей
Динамическая нагрузка, такая как двигатели, соленоиды, и т.д., может создавать специфичные проблемы для твердотельных реле. Они имеют достаточно высокий и затяжной пусковой ток, потому что импеданс их обмоток в неподвижном состоянии обычно очень низкий. Когда ротор вращается, то создается обратная ЭДС, которая снижает ток. Но та же самая обратная ЭДС может суммироваться с прикладываемым сетевым напряжением и создавать перенапряжение при выключении двигателя. Большинство методов защиты твердотельных реле, описанных выше, применимо и для двигателей. Но нужно заметить, что перенапряжение, вызванное емкостным удвоением напряжения или обратной ЭДС двигателя не может быть эффективно подавлено с помощью средств ограничения переходных процессов. Такие ограничители, так варисторы обычно предназначены для высоких, но кратковременных бросков напряжения, и могут быть выведены из строя от длительного высокоэнергетического воздействия. Поэтому важно, чтобы SSR было выбрано с учетом всего диапазона возможных воздействий, как высокого пускового тока, так и длительного перенапряжения.

Коммутация ламп
Характеристика пускового тока ламп накаливания подобна характеристике максимального кратковременного тока тиристоров, применяемых в SSR, делая их подходящими друг другу. Типичный мгновенный 10-кратный ток при запуске лампы из холодного состояния соответствует перегрузочной способности большинства SSR. Внимание! Не рекомендуется применять SSR для коммутации ртутных, флуоресцентных или разрядных ламп. Но при необходимости такого использования, SSR должны быть выбраны с существенным запасом по току и напряжению и предварительно протестированы на способность работы в данном приложении.

В статье использованы материалы с сайта компании «Power-io» (США).